环形束激光熔覆CuPb10Sn10减摩涂层组织性能调控

目的为了从原理上改良汽车关键零部件特定表面的减摩性能,提出环形激光熔覆高质量CuPb10Sn10铜合金异质涂层提升零部件耐磨减摩性能的方法。方法设计单层熔覆、顶部重熔、逐层重熔3种制备方案,采用环形束激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备熔覆层。分析试样的表面形貌、孔隙率、物相构成,并分析熔覆层–基材的结合强度及耐磨减摩效果。结果基于环形激光熔覆单层熔覆层设计的逐层重熔和顶部重熔制备工艺方法均能在42CrMo钢表面实现厚1mm减摩涂层的成功制备。单层熔覆在熔覆过程及环境参数改变范围内的质量提升效果有限,缺陷分布明显且难以控制;顶部重熔过程中热量分布特征导致的Marangoni效应未使熔覆质量实现有效优化,熔覆层内部孔洞、裂纹、热影响区(HAZ)等缺陷未显著减少;逐层重熔法制备的熔覆层质量大幅提升,制备过程显微组织变化过程为:不均匀网状分布–独立棒状分布–“芝麻”状分布,且发现“芝麻”状分布SPP(富铅第二相粒子)的减摩效果优于独立棒状分布SPP。熔覆层出现偏析分层,且凝固过程晶粒长大生成柱状枝晶。逐层重熔法制备的CuPb10Sn10熔覆层孔隙率不高于0.5%,摩擦因数较原始基材表面下降量可达75%。结论实现了碳钢材料零部件表面高性能耐磨减摩涂层的成功制备,为汽车制造等工业零部件设计与生产提供了新的思路及工艺理论指导。

烧结工艺对CuPb10Sn10轴承材料组织及硬度的影响

对采用复烧复压工艺在800℃下烧结5,15和25 min制备的铜基合金CuPb10Sn10的密度、硬度及组织进行了研究。结果表明:复烧复压可以减少孔隙,提高密度,所有试样的相对密度均能达到95%以上,并且随着保温时间的延长,铅相聚集明显;一次复压后,孔隙的大小和数量明显减小,由于加工硬化的作用,硬度有很大提高;二次烧结后,由于软的铅相聚集,加工硬化现象消除,导致硬度下降;再次压制后硬度又回升。

退火工艺对CuPb10Sn10轴瓦材料金相的影响

在CuPb10Sn10轴瓦材料中,铅相的分布对材料的使用性能有较大影响。本文研究了退火温度、退火时间、退火气氛等退火工艺对CuPb10Sn10轴瓦材料金相组织的影响。结果表明,当退火温度为810℃,退火时间为2025 min,以及N2/H2=2（体积比）时可以获得较高金相等级的CuPb10Sn10轴瓦材料。